Termiese krag van elektriese stroom en die praktiese toepassing daarvan

Termiese krag van elektriese stroom en die praktiese toepassing daarvan
Termiese krag van elektriese stroom en die praktiese toepassing daarvan
Anonim

Die rede vir die verhitting van die geleier lê in die feit dat die energie van die elektrone wat daarin beweeg (met ander woorde, die energie van die stroom) tydens die opeenvolgende botsing van deeltjies met ione van die molekulêre rooster van 'n metaal element word omgeskakel in 'n warm tipe energie, of Q, dus word die konsep van "termiese krag" gevorm "".

Die werk van die stroom word gemeet deur die internasionale stelsel van eenhede SI te gebruik, deur joule (J) daarop toe te pas, die krag van die stroom word gedefinieer as "watt" (W). Afwykend van die stelsel in die praktyk, kan hulle ook buite-stelsel eenhede gebruik wat die werk van die stroom meet. Onder hulle is watt-uur (W × h), kilowatt-uur (afgekort kW × h). Byvoorbeeld, 1 Wh beteken die werk van 'n stroom met 'n spesifieke drywing van 1 watt en 'n tydsduur van een uur.

termiese krag
termiese krag

As elektrone langs 'n vaste geleier van metaal beweeg, in hierdie geval, word al die nuttige werk van die opgewekte stroom versprei om die metaalstruktuur te verhit, en, gebaseer op die bepalings van die wet van behoud van energie, dit kan beskryf word deur die formule Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Sulke verhoudings druk die bekende Joule-Lenz-wet akkuraat uit. Histories is dit eers empiries deur 'n wetenskaplike bepaalD. Joule in die middel van die 19de eeu, en terselfdertyd onafhanklik van hom deur 'n ander wetenskaplike - E. Lenz. Termiese krag het praktiese toepassing gevind in tegniese ontwerp sedert die uitvinding in 1873 deur die Russiese ingenieur A. Ladygin van 'n gewone gloeilamp.

spesifieke termiese krag
spesifieke termiese krag

Die termiese krag van die stroom word gebruik in 'n aantal elektriese toestelle en industriële installasies, naamlik in termiese meetinstrumente, verwarming-tipe elektriese stowe, elektriese sweis- en voorraadtoerusting, huishoudelike toestelle op die elektriese verwarming effek is baie algemeen - ketels, soldeerboute, ketels, strykysters.

Vind homself 'n termiese effek in die voedselbedryf. Met 'n hoë gebruiksaandeel word die moontlikheid van elektrokontakverhitting gebruik, wat termiese krag waarborg. Dit word veroorsaak deur die feit dat die stroom en sy termiese krag, wat die voedselproduk beïnvloed, wat 'n sekere mate van weerstand het, eenvormige verhitting daarin veroorsaak. Ons kan 'n voorbeeld gee van hoe wors geproduseer word: deur 'n spesiale dispenser kom maalvleis metaalvorms binne, waarvan die mure gelyktydig as elektrodes dien. Hier word konstante eenvormigheid van verhitting verseker oor die hele oppervlakte en volume van die produk, die vasgestelde temperatuur word gehandhaaf, die optimale biologiese waarde van die voedselproduk word gehandhaaf, tesame met hierdie faktore bly die tydsduur van tegnologiese werk en energieverbruik die kleinste.

termiese kragstroom
termiese kragstroom

Spesifieke hittedie krag van die elektriese stroom (ω), met ander woorde, die hoeveelheid hitte wat per eenheid volume vrygestel word vir 'n sekere tydseenheid, word soos volg bereken. 'n Elementêre silindriese volume van 'n geleier (dV), met 'n deursnit van die geleier dS, 'n lengte dl parallel aan die stroomrigting, en 'n weerstand uit die vergelykings R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Volgens die definisies van die Joule-Lenz-wet, vir die toegelate tyd (dt) in die volume wat deur ons geneem word, 'n hittevlak gelyk aan dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. In hierdie geval, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 en, deur Ohm se wet hier toe te pas om die stroomdigtheid j=γE en die verhouding p=1/γ te bepaal, verkry onmiddellik die uitdrukking ω=jE=γE2. Dit gee die konsep van die Joule-Lenz-wet in differensiële vorm.

Aanbeveel: